Analog kredsløbsdesign

2022/2023

Forudsætninger/Anbefalede forudsætninger for at deltage i modulet

Dette projektmodul bygger videre på viden opnået fra modulet ”Kredsløbsteori og Dynamiske Systemer”

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Formål:

Den verden vi befinder os i er analog af natur, hvilket medfører at naturligt opstående signaler ligeledes er analoge. Med forskellige digitale værktøjer til deres disposition har ingeniører næsten ubegrænsede muligheder for at implementere kraftfulde og effektive signalbehandlingssystemer. Dog glemmer folk ofte, at digital signalbehandling blot er en funktionalitet som led i en længere proces, der både starter og slutter med analoge signaler og grænseflader. Som eksempler på analoge grænseflader kan nævnes højtalere og mikrofoner.   

Et højt kvalitets- og funktionsniveau i systemer der arbejder med signaler fra den virkelige verden kan derfor sikres ved at bruge en kombination af analoge og digitale teknologier. Derfor er det vigtigt at ingeniører er bekendte med både analoge og digitale kredsløb og systemer. Ydermere, danner analoge teknologier grundlaget for mange digitale komponenter der anvendes i moderne systemudvikling. Ved at have forståelse for analog elektronik sikres en bedre grundlæggende forståelse for hvordan digitale komponenter virker og hvilke karakteristika de har.

Formålet med dette projektmodul er derfor at understøtte de studerende i deres forståelse af analoge kredsløb og systemer. Dette inkluderer kendskab til analoge komponenter og hvordan de anvendes, samt komponenternes modeller og i særdeleshed deres begrænsninger. Projektmodulet vil yderligere understøtte de studerendes evne til at anvende grundlæggende metoder til at regne på analoge kredsløb og systemer samt give de studerende en forståelse for i hvilket omfang disse metoder er valide at bruge.

Læringsmål

Viden

  • Kunne demonstrere en grundlæggende forståelse for halvlederfysik.
  • Kunne demonstrere forståelse for analoge elektroniske komponenter, deres anvendelser og deres begrænsninger, herunder:
    • Dioder og transistorer i små- og storsignalsanvendelse.
  • Kunne demonstrere forståelse for anvendte modeller og disses anvendelighed under betragtning af modellernes begrænsninger, herunder
    • Diodeligningen/modellen, hybrid-pi modellen og T-modellen for transistorer. I alle omstændigheder skal den studerende kunne demonstrere forståelse for lavfrekvens- og højfrekvensmodeller.
  • Kunne redegøre for centrale elektriske egenskaber ved halvlederkomponenter.
  • Kunne demonstrere forståelse for komponenttolerancer.
  • Kunne demonstrere forståelse for grundlæggende kredsløb, herunder:
    • Inverterende og ikke-inverterende OPAMP-kredsløb, differens- og summationsforstærkere, instrumentationsforstærkere, integratorer og komparatorer.
  • Kunne demonstrere forståelse for komponenters centrale ikke-ideelle performance-karakteristika.
  • Kunne demonstrere forståelse for lineær versus ikke-lineær drift og forvrængningseffekter såsom harmonisk forvrængning.
  • Kunne demonstrere forståelse for termiske effekter i elektroniske komponenter.
  • Kunne demonstrere forståelse for koncepter, teorier og metoder indenfor måling og karakterisering af elektroniske kredsløb og systemer, herunder:
    • Måleusikkerheder og reproducerbarheden af måleresultater

Færdigheder

  • Kunne anvende grundlæggende metoder til beregning på analoge kredsløb og systemer.
  • Kunne anvende relevante modeller til at designe analoge elektroniske kredsløb og systemer.
  • Kunne anvende relevante CAE-værktøjer til at designe, simulere og implementere elektroniske kredsløb og systemer.
  • Kunne redegøre for ufuldkommenheder i komponenter, såsom tolerancer og termisk drift, samt hvordan disse påvirker den samlede performance af et kredsløb eller system.
  • Kunne anvende designteknikker der kan begrænse effekterne fra ufuldkommenheder i komponenter. 
  • Kunne anvende passende måleteknikker imens der tages højde for relevante måleusikkerheder.

Kompetencer

  • Kunne anvende relevante metoder til analyse og design af analoge elektroniske kredsløb og systemer.
  • Kunne reflektere over antagelser og overvejelser forbundet ved modellering, såsom småsignals- versus storsignalsforhold.

Undervisningsform

Forelæsninger, opgaveregning, workshops, selvstudie

Eksamen

Prøver

Prøvens navnAnalog kredsløbsdesign
Prøveform
Skriftlig eller mundtlig
ECTS5
BedømmelsesformBestået/ikke bestået
CensurIntern prøve
VurderingskriterierVurderingskriterierne er angivet i Universitetets eksamensordning

Fakta om modulet

Engelsk titelAnalogue Circuits Design
ModulkodeESNEITB3K7
ModultypeKursus
Varighed1 semester
SemesterEfterår
ECTS5
UndervisningssprogDansk
TompladsJa
UndervisningsstedCampus Aalborg
Modulansvarlig

Organisation

StudienævnStudienævn for Elektronik og IT
InstitutInstitut for Elektroniske Systemer
FakultetDet Tekniske Fakultet for IT og Design